專利名稱：一種高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥漿技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
為了保證蘇通大橋首節(jié)鋼錨箱的精確定位，鋼錨箱安裝設(shè)計規(guī)定為先精確吊裝鋼錨箱，后在鋼錨箱底部灌注高強(qiáng)度、無收縮水泥漿液以使鋼錨箱底部與索塔充分地連接，保證鋼錨箱和索塔混凝土協(xié)同受力。由于該部位直接參與受力，要求所灌注的水泥漿必須飽滿，且鋼錨箱底部與索塔之間要絕對密實。鋼錨箱底部實際需灌漿面積約8m2，灌漿面積相對較大，從混凝土頂面到鋼錨箱底面的高度僅為6cm，頂面封閉，面積大而漿液流動空間狹小的灌漿環(huán)境對漿液流動度要求極高；根據(jù)設(shè)計要求，混凝土頂面需做鑿毛處理，毛面混凝土加大了漿液流動的難 度；混凝土毛面吸水會使?jié){液水膠比變小，影響漿液流動性，漿液應(yīng)有極好的保水性。對于頂面封閉、灌漿面積大、漿液流動空間狹小、混凝土毛面的實際灌漿環(huán)境，所配制的漿液應(yīng)有極佳的流動性和適宜的膨脹性能。為了達(dá)到設(shè)計對灌漿的質(zhì)量要求，保證灌漿質(zhì)量，做好性能指標(biāo)的確定、漿液配合比設(shè)計、模擬灌漿試驗等工作，以保證現(xiàn)場灌漿質(zhì)量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到設(shè)計對灌漿的質(zhì)量要求，保證灌漿質(zhì)量，做好性能指標(biāo)的確定、漿液配合比設(shè)計、模擬灌漿試驗等工作，以保證現(xiàn)場灌漿質(zhì)量的要求，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法，摻加風(fēng)選低鈣I級粉煤灰，解決漿液流動性、和易性、泌水、抓底、低水膠比泛漿問題；摻加硅灰，解決漿液和易性、泌水、抓底、穩(wěn)定性、耐久性等問題；摻加膨脹劑，解決水泥漿液的收縮值較大，特別是塑性階段更大的問題；摻加漿液穩(wěn)定劑，解決漿液的穩(wěn)定性、抓底、泌水等問題；摻加聚羧酸系列減水劑，解決①漿液流動度保持性能提高和易性，減少漿液高流動度時的泌水；③改善漿液塑性階段收縮，減少漿液開裂；降低水膠比，使所拌制漿液有較好的粘性，降低漿液的泌水，改變漿液的流動狀態(tài)，使?jié){液在流動過程中不離析。進(jìn)一步，采用了如下測試方法表觀密度的測定直接將漿液一次性裝入5L容積桶即可，不需向試驗標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的分層裝入和振搗；流動度及流動度損失的測定按水泥凈漿流動度測試方法，配合比采用所拌制的漿液配合比，測定初始和Ih后漿液流動度；
漿液穩(wěn)定性的測定將拌制好的漿液裝入Im高的容器中，靜止3h，取出容器內(nèi)頂口和底部的漿液，測定其表觀密度，計量底部和頂部漿液表觀密度的差值，其大小直接反映了漿液的穩(wěn)定性。彈性模量的測定按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2002中規(guī)定的靜力受壓彈性模量試驗方法測試；強(qiáng)度的測定按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》JTG E30-2005規(guī)定方法測試；凝結(jié)時間的測定按《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法》GB/T1346-2001中凝結(jié)時間測試方法進(jìn)行測試。泌水率的測定按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002中常壓泌水試驗方法進(jìn)行。
膨脹值的測定按《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119-2003附錄C，“灌漿用膨脹砂漿豎向膨脹率的測定方法”進(jìn)行測定。進(jìn)一步，漿液配合比優(yōu)化的方法為①水泥南通華新P. 042. 5低堿水泥，該水泥中摻和料為7%的石灰石粉；②粉煤灰鎮(zhèn)江諫壁I級風(fēng)選低1丐灰,粉煤灰摻量為總膠凝材料的20% ；③GC特種灌漿材料該材料組分包括硅灰、膨脹劑、漿液穩(wěn)定劑等成分；④水沉淀后的長江水，滿足混凝土拌和用水的技術(shù)要求；⑤外加劑上海華登HP400R聚羧酸高性能外加劑。進(jìn)一步，高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的投料順序和攪拌工藝的方法，該方法包括先投入水和外加劑，外加劑采用人工稱量并投料的方法，水的計量采用攪拌站自動計量系統(tǒng)計量；投入GC特種灌漿材料；水泥、粉煤灰采用攪拌站自動計量系統(tǒng)計量并投入；將材料結(jié)團(tuán)搗碎；再攪拌180s ;檢測指標(biāo)是否合格；指標(biāo)合格，出料。本發(fā)明提供的方法通過合理的選材，正確的技術(shù)線路，解決了大面積、超薄、頂面封閉構(gòu)件的壓漿難題。


圖I是本發(fā)明實施例提供的高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。I、圖I示出了本發(fā)明實施例提供的高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法的流程。該漿液不僅在蘇通長江公路大橋發(fā)明應(yīng)用，也在泰州長江公路大橋鋼塔底座灌漿施工有良好的應(yīng)用。本發(fā)明提供的方法的漿液性能指標(biāo)及技術(shù)線路結(jié)合工地實際情況，通過比選環(huán)氧灌漿材料和水泥基灌漿材料，認(rèn)為水泥基灌漿材料在國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛，對人體無不利影響，價格適中，且耐久性能優(yōu)異，確定采用水泥基灌漿材料。漿液要求指標(biāo)圍繞流動性、流動性損失、漿液穩(wěn)定性和膨脹性提出，具體漿液技術(shù)指標(biāo)要求見表I。漿液技術(shù)指標(biāo)表I 密度I流動度I ItI后流裝液堅向膨脹率X 10 4強(qiáng)度凝…泌水率
,I.穩(wěn)定性 ___時間
g/cm3 mm 動度 mm.,00, MPa%
g/cm33d28dmin
Iiooo~
>2.0 j >250 >220 0.05 無收縮 <20 >600
1600
_L____I________2、圍繞表I所給出的技術(shù)指標(biāo)要求，根據(jù)國內(nèi)材料情況，擬從以下幾方面技術(shù)措施著手，配制滿足要求的漿液。2. I摻加風(fēng)選低鈣I級粉煤灰，解決漿液流動性、和易性、泌水、抓底、低水膠比泛漿等問題。風(fēng)選粉煤灰中有大量不同粒徑的圓球狀浮珠，圓形浮珠表面積小，消耗用水量少，浮珠的“滾珠”效應(yīng)能提高漿液的流動性。由于粉煤灰細(xì)度較水泥更細(xì)，其“顆粒填充效應(yīng)”，使所拌制漿液更加致密，收縮減小。粉煤灰在水泥漿液中的“火山灰效應(yīng)”也使?jié){液更加致密，收縮減小。2. 2摻加硅灰，解決漿液和易性、泌水、抓底、穩(wěn)定性、耐久性等問題。硅灰可以顯著提高漿液的抗壓、抗?jié)B、防腐、抗沖擊及耐磨性能及耐久性。硅灰還可提高漿液保水、防止離析、泌水的作用，以提高漿液的施工性能和漿液穩(wěn)定性。硅灰的顆粒極細(xì)，可以填充漿體的細(xì)小空隙，使?jié){液更加致密。2. 3摻加膨脹劑，解決水泥漿液的收縮值較大，特別是塑性階段更大，該漿液技術(shù)要求不允許其收縮。2. 4摻加漿液穩(wěn)定劑，重點解決漿液的穩(wěn)定性、抓底、泌水等問題。漿液穩(wěn)定劑具有降失水、增粘、增稠和潤滑作用。由于漿液的頂面屬于完全封閉狀態(tài)，漿液中氣泡的排出導(dǎo)致漿液頂面與鋼錨箱地面接觸部位形成較多因氣泡破裂形成的空隙。較稠的漿液可以大大降低漿液中氣泡跑出的數(shù)量，使?jié){液頂面接觸部的接觸情況大大改觀。2. 5摻加聚羧酸系列高性能減水劑，解決①漿液流動度保持性能；②提高和易性，減少漿液高流動度時的泌水；③改善漿液塑性階段收縮，減少漿液開裂。2. 6盡量降低水膠比，使所拌制漿液有較好的粘性，降低漿液的泌水，改變漿液的流動狀態(tài)，使?jié){液在流動過程中不離析。漿液的強(qiáng)度與彈模成正比關(guān)系，較低的水膠比可以獲得較高的強(qiáng)度，從而獲得較高的漿液彈性模量。
3、本發(fā)明提供的方法的漿液性能指標(biāo)測試方法因水泥漿液指標(biāo)的測試方法沒有相關(guān)的系列標(biāo)準(zhǔn)，我們依據(jù)現(xiàn)場水泥漿所需要的性能指標(biāo)，分別采用不同的試驗標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行了相關(guān)指標(biāo)的測定。其具體采用了如下一些標(biāo)準(zhǔn)中的測試方法。3. I表觀密度測定漿液單位體積重量，在本試驗中密度主要用于計算每方漿液材料用量和槳液含氣量大小。本試驗借鑒《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002中規(guī)定的表觀密度試驗方法。但因?qū)嶋H所需施工的構(gòu)件無法振搗，漿液中也沒有骨料的實際情況，試驗室直接將漿液一次性裝入5L容積桶即可，不需向試驗標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的分層裝入和振搗。3. 2流動度及流動度損失按《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》GB/T8077-2000規(guī)定的水泥凈漿流動度測試方法，配合比采用所拌制的漿液配合比，測定初始和Ih后漿液流 動度。3. 3漿液穩(wěn)定性為了使所施工構(gòu)件表層漿液質(zhì)量和底層漿液質(zhì)量的一致性，特制定本試驗方法。該試驗方法為將拌制好的漿液裝入Im高的容器中，靜置3h，取出容器內(nèi)頂口和底部的漿液按3. I中闡述的方法測定其表觀密度，計量底部和頂部漿液表觀密度的差值，其大小直接反映了漿液的穩(wěn)定性。3. 4彈性模量漿液彈性模量反映了漿液硬化后抵抗變形的能力。通過查找大量資料，未見相關(guān)水泥漿液彈性模量的專門的方法。本試驗采用《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2002中規(guī)定的靜力壓彈性模量試驗方法。彈性模量試件尺寸為150X 150X300 (mm)，用該試件尺寸所測彈性模量值只能作為參考值，因為漿液中最大顆粒粒徑與試件尺寸不匹配。3. 5強(qiáng)度按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗方法規(guī)程》JTG E30-2005規(guī)定方法測試。3. 6凝結(jié)時間按《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法》GB/T1346-2001中凝結(jié)時間測試方法進(jìn)行測試。3. 7泌水率按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002中常壓泌水試驗方法進(jìn)行。3. 8膨脹值按《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119-2003附錄C，“灌漿用膨脹砂漿豎向膨脹率的測定方法”進(jìn)行測定。本發(fā)明提供的方法的漿液配合比優(yōu)化4. I原材料①水泥南通華新P. 042. 5低堿水泥，該水泥中摻和料為7%的石灰石粉②粉煤灰鎮(zhèn)江諫壁I級風(fēng)選低鈣灰，因施工進(jìn)度原因需要漿液有較高的早期強(qiáng)度，粉煤灰摻量太大會影響漿液的早期強(qiáng)度，加之粉煤灰中的輕物質(zhì)容易上浮，綜合考慮，粉煤灰摻量為總膠凝材料的20%。③GC特種灌漿材料該材料組分包括硅灰、膨脹劑、漿液穩(wěn)定劑等成分,故該材料不僅有微膨脹功能，還能降低漿液泌水，大大改善水泥漿抓底現(xiàn)象，提高漿液的穩(wěn)定性的功能等功能，該外加劑中硅灰、膨脹劑、漿液穩(wěn)定劑的比例由漿液配合比設(shè)計時調(diào)整確定，后將該配合比交外加劑廠生產(chǎn)。該材料由上海華登建材有限公司生產(chǎn)并測試其相關(guān)性能。
④水沉淀后的長江水，滿足混凝土拌合用水的技術(shù)要求。⑤外加劑(減水劑)上海華登HP400R聚羧酸高性能外加劑。聚羧酸外加劑堿含量很低，配制的混凝土或漿液體積穩(wěn)定性好，漿液流動性保持好等優(yōu)點。4. 2漿液配制過程①不同減水劑、漿液穩(wěn)定劑摻量確定減水劑摻量是否合適決定了漿液強(qiáng)度、流動度、和易性、泌水等關(guān)鍵指標(biāo)的優(yōu)異與否。通過不同摻量的比對試驗，得到漿液中減水劑、漿液穩(wěn)定劑的摻量。②膨脹劑摻量確定通過對不同摻量膨脹劑的膨脹值測定，確定最佳膨脹劑摻量。注意膨脹劑的摻量 不能過大。4. 3試驗室配合比及性能指標(biāo)漿液性能指標(biāo)表權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法，其特征在于，所述配制與應(yīng)用方法包括 摻加風(fēng)選低鈣I級粉煤灰，解決漿液流動性、和易性、泌水、抓底、低水膠比泛漿問題； 摻加硅灰，解決漿液和易性、泌水、抓底、穩(wěn)定性、耐久性問題； 摻加聚羧酸系列減水劑，解決①漿液流動度保持性能提高和易性，減少漿液高流動度時的泌水；③改善漿液塑性階段收縮，減少開裂； 摻加膨脹劑，解決水泥漿液的收縮值較大，特別是塑性階段更大的問題； 摻加漿液穩(wěn)定劑，解決漿液的穩(wěn)定性、抓底、泌水問題； 降低水膠比，使所拌制漿液有較好的粘性，降低漿液的泌水，改變漿液的流動狀態(tài)，使?jié){液在流動過程中不離析。
2.如權(quán)利要求I所述的配制與應(yīng)用方法，其特征在于，采用了如下測試方法 表觀密度的測定直接將漿液一次性裝入5L容積桶即可，不需向試驗標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的分層裝入和振搗； 流動度及流動度損失的測定按水泥凈漿流動度測試方法，配合比采用所拌制的漿液配合比，測定初始和Ih后漿液流動度； 漿液穩(wěn)定性的測定將拌制好的漿液裝入Im高的容器中，靜止3h，取出容器內(nèi)頂口和底部的漿液，測定其表觀密度，計量底部和頂部漿液表觀密度的差值，其大小直接反映了漿液的穩(wěn)定性； 彈性模量的測定按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2002中規(guī)定的靜力受壓彈性模量試驗方法測試； 強(qiáng)度的測定按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》JTG E30-2005規(guī)定方法測試；凝結(jié)時間的測定按《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法》GB/T1346-2001中凝結(jié)時間測試方法進(jìn)行測試； 泌水率的測定按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002中常壓泌水試驗方法進(jìn)行； 膨脹值的測定按《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119-2003附錄C，“灌漿用膨脹砂漿豎向膨脹率的測定方法”進(jìn)行測定。
3.如權(quán)利要求I所述的配制與應(yīng)用方法，其特征在于，漿液配合比優(yōu)化的方法為 ①水泥南通華新P.042. 5低堿水泥，該水泥中摻和料為7%的石灰石粉； ②粉煤灰鎮(zhèn)江諫壁I級風(fēng)選低1丐灰，粉煤灰摻量為總膠凝材料的20%； ③GC特種灌漿材料該材料組分包括硅灰、膨脹劑、漿液穩(wěn)定劑等成分； ④水沉淀后的長江水，滿足混凝土拌合用水的技術(shù)要求； ⑤外加劑上海華登HP400R聚羧酸高性能外加劑。
4.如權(quán)利要求I所述的配制與應(yīng)用方法，其特征在于，現(xiàn)場施工的方法為 漿液拌制根據(jù)工地設(shè)備實際情況，采用混凝土攪拌機(jī)攪拌漿液，但在攪拌漿液之前需對攪拌機(jī)的攪拌罐進(jìn)行徹底的清理，保證攪拌罐的潔凈，同時需調(diào)整攪拌葉片與攪拌罐壁之間的間隙，保證攪拌漿液時攪拌罐壁上不會粘附干的膠凝材料；水泥、粉煤灰和水的計量采用攪拌站自動計量系統(tǒng)計量，GC特種灌漿材料、外加劑采用人工稱量并投料的方法進(jìn)行計量;灌漿施工灌漿前，用空氣壓縮機(jī)吹氣的方法除灰，使灌漿處潔凈潮濕。攪拌好的漿液用塔吊吊至灌漿處，人工用灰桶盛裝漿液直接從灌漿口灌漿，灌漿時始終在一個灌漿口灌漿，以保證空氣不會被包裹在漿液中，灌漿速度不能太快，以便漿液中本身所包裹的氣泡有足夠的時間排出；灌漿過程中專人觀察構(gòu)件周圍有無漏漿現(xiàn)象，如有漏漿現(xiàn)象應(yīng)立即封堵；在灌漿過程中可用10號鐵絲伸入構(gòu)件中進(jìn)行適當(dāng)插搗、引流，使所灌注漿液密實；灌漿時應(yīng)力求連續(xù)； 漿液養(yǎng)護(hù)由于漿液的水膠比很小，漿液在凝結(jié)硬化過程中容易失水，加強(qiáng)現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)和養(yǎng)護(hù)方法很重要；現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)按灌漿后立即用保鮮膜覆蓋，然后在保鮮膜上加蓋兩層麻袋，在麻袋上澆水養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間為7d ； 灌漿效果通過檢查，所灌注漿液飽滿，密實，漿液28d實際抗壓強(qiáng)度為91. 8MPa。
5.如權(quán)利要求I所述的配制與應(yīng)用方法，其特征在于，高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的投料順序和攪拌工藝的方法，該方法包括 先投入水和外加劑，外加劑采用人工稱量并投料的方法，水的計量采用攪拌站自動計量系統(tǒng)計量； 投入GC特種灌漿材料； 水泥、粉煤灰采用攪拌站自動計量系統(tǒng)計量并投入； 將材料結(jié)團(tuán)搗碎； 再攪拌180s ; 檢測指標(biāo)是否合格； 指標(biāo)合格，出料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度大流動無收縮水泥漿的配制與應(yīng)用方法，摻加風(fēng)選低鈣I級粉煤灰，解決漿液流動性、泛漿問題；摻加硅灰，解決漿液和易性、泌水、耐久性等問題；摻加聚羧酸系列減水劑，解決①漿液流動度保持性能；②提高和易性，減少漿液高流動度時的泌水；③改善漿液塑性階段收縮，減少漿液開裂；摻加膨脹劑，解決水泥漿液的收縮值較大，特別是塑性階段更大的問題；摻加漿液穩(wěn)定劑，解決漿液的穩(wěn)定性、等問題；降低水膠比，使所拌制漿液有較好的粘性，降低漿液的泌水，改變漿液的流動狀態(tài)，使?jié){液在流動過程中不離析。本發(fā)明提供的方法通過合理的選材，正確的技術(shù)線路，解決了大面積、超薄、頂面封閉構(gòu)件的壓漿難題。
文檔編號C04B28/00GK102815902SQ20121032660
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者陶建飛, 宋偉明, 賀洪儒, 李青 申請人:中交二航局第二工程有限公司